何倫海

摘要：通過工程設(shè)計的兩組四枚鉆孔灌注樁的靜載荷試驗，分析鉆孔灌注樁的單樁承載力，判斷單樁的端承力與側(cè)摩阻力，并與勘察報告比對，認(rèn)為相同的土層在不同深度可以有不同的側(cè)摩阻力，下部土層的側(cè)摩阻力可適當(dāng)提高。并建議減少基樁的其長徑比。
關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁 靜載試驗  端承力   側(cè)摩阻力
一、概述
１工程簡介
寧波市商會國貿(mào)中心位于寧波南部商務(wù)區(qū)核心地帶，整體建筑由主樓、附樓及沿水街商業(yè)用房各一幢組成，總占地10800平方米，總建筑面積11.3萬平方米，其中46層的辦公主樓高228米，是目前建設(shè)中的寧波市第一高樓。大樓建筑外觀挺拔端莊，內(nèi)涵莊重典雅，已成為寧波市的地標(biāo)性建筑。

２工程地質(zhì)概況
根據(jù)該工程的勘察報告，其場地的地層概括如下表：
層號 土名稱 層頂埋深(m)
最大～最小 層厚
（m） 鉆孔灌注樁
    qsia
(kPa) qpa
(kPa)
1-1 雜填土 0.00～0.00 1.10~0.40 4
2-1 粘土 1.10～0.00 1.70~0.30 15
2-2 淤泥 2.80～0.70 4.00~1.40 5
2-3 淤泥質(zhì)粘土 4.70～3.00 2.40~0.60 6
2-4 淤泥 6.10～3.60 8.80~3.70 6
3-1 淤泥質(zhì)粘土 13.00～8.00 3.90~1.10 7
3-2 淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土 14.80～9.20 6.40~1.90 8
4-1 粉質(zhì)粘土 18.60～13.40 5.80~1.30 12
4-2 淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土 22.00～15.40 7.20~1.50 8
4-3 淤泥質(zhì)粘土 26.10～16.90 16.10~8.70 9
5-1 粉質(zhì)粘土 36.60～32.00 3.30~0.80 25
5-2 中砂 39.60～33.90 6.00~2.00 35
6 粉質(zhì)粘土 40.50～36.90 14.80~9.70 20
7-1 礫砂 53.10～49.20 8.40~1.40 40 1200
7-2 粉質(zhì)粘土 56.90～53.00 7.30~0.70 26 700
7-3 細(xì)砂 60.10～54.30 5.10~1.00 32 1000
8-1 粘土 61.80～55.50 6.20~0.50 28 750
8-2 粗砂 64.80～58.20 7.20~0.90 40 1600
9 粘土 66.30～63.60 7.00~0.60 28 800
10 角礫 69.30～65.10 4.70~2.20 44 2000
11 粉砂巖 71.80～68.00 / 55 2500
根據(jù)本工程的場地的特點，選取主樓及商業(yè)用房兩處作試樁。

３ 試樁設(shè)計及施工情況見下表
試樁設(shè)計樁長為72.0m，，設(shè)計樁徑均為800mm，試樁砼設(shè)計強(qiáng)度等級為水下C30。

試樁設(shè)計施工情況表
序號 項目名稱 試1＃ 試2＃ 試3＃ 試4＃
1 成樁類型 鉆孔灌注樁 鉆孔灌注樁 鉆孔灌注樁 鉆孔灌注樁
2 樁徑（mm） 800 800 800 800
3 樁長（m） 72.0 72.0 72.0 72.0
4 樁身強(qiáng)度 C30 C30 C30 C30
5 單樁承載力特征值（kN） 5500 5500 5500 5500
二、單樁豎向抗壓靜載荷試驗
1 試臉方法
試驗采用堆載平臺—反力架裝置，堆載平臺為圓形傘型架，堆載材料為袋裝黃砂，傘型架中心鋼管柱與油壓千斤頂、試樁中心垂直一致。
加壓由高壓油泵輸出高壓油經(jīng)千斤頂加壓，樁頂壓力由置于油路上的傳感器將壓力信號轉(zhuǎn)換成電信號輸給其配套的壓力顯示儀，儀器直接顯示荷載值（kN）。
樁頂沉降測量由對稱布置于試樁頂部兩側(cè)的大量程位移傳感器監(jiān)測，靜載儀器自動加載并記錄數(shù)據(jù)。
加載方法：慢速維持荷載法，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ 106—2003）。
2 測試結(jié)果與分析
（1）測試結(jié)果
根據(jù)試驗所加荷載Ｐ、試驗相應(yīng)加載的時間t和對應(yīng)的沉降量S，繪制P～S曲線，S～lgP曲線和S～lgt曲線。因４枚試樁曲線均為緩變型，并由規(guī)范（JGJ 106—2003）均可判斷其極限荷載，其值均能滿足要求。
（2）極限摩阻力、極限端承力的推算
　　利用S～lgP曲線，可將極限承載力區(qū)分出極限摩阻力和極限端承力，具體作法是將以極限荷載為起點的直線段延長與橫坐標(biāo)相交，其交點與坐標(biāo)原點間的荷載值即為極限摩阻力，剩余部分為極限端承力。
三、試樁應(yīng)力測試
1 試驗?zāi)康?br /> 在試樁的加、卸載過程當(dāng)中，對樁身軸力進(jìn)行連續(xù)動態(tài)測試，目的在于分析樁-土系統(tǒng)樁側(cè)阻力、樁端阻力的發(fā)揮請況及發(fā)展過程，同時利用樁頂位移觀測資料及應(yīng)力測試結(jié)果對試樁的各截面前位移發(fā)展進(jìn)行分析。
2 數(shù)據(jù)處理
經(jīng)過一系列復(fù)雜的數(shù)據(jù)計算和數(shù)據(jù)處理后最終得到了試樁斷面軸力圖、摩阻力圖以及斷面沉降圖。
3 成果分析
（1）各試樁側(cè)阻力fu及樁端土反力Ru見下表。
各試樁的側(cè)阻力端承力一覽表          單位：kN
試樁號 試1＃ 試2＃ 試3＃ 試4＃
樁側(cè)、樁端 fu Ru fu Ru fu Ru fu Ru
承載力
（kN） 推算值 10250 750 10300 700 10220 780 10200 800
實測值 10590 410 10670 330 10178 822 10143 857
實測值比例（％） 96  4  97  3  93 7 92 8
從表中實測數(shù)據(jù)可以看出，摩擦樁前樁端反力所占比例極小，遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)計的樁端承載力。
（2）實測數(shù)據(jù)顯示，樁側(cè)摩阻力大小與勘察報告提供的參數(shù)值及根據(jù)規(guī)范和土層分類、物理性質(zhì)有出的測阻力不盡相同，主要表現(xiàn)為：
①樁柱體上部（約20m以內(nèi)），各土層的極限摩阻力試驗測試值與勘察報告值基本吻合；
②樁柱體中下部，各土層的實測實測得極限摩阻力值較勘察報告值偏大，約增加15～20％；
③樁底部，側(cè)摩阻力實測值與勘察報告值基本吻合；
由此可見：在不同位置土層的側(cè)阻力發(fā)揮與樁頂沉降之間的關(guān)系是上部土層側(cè)限力發(fā)揮僅需較小的樁頂沉降，一般樁頂沉降在5～7mm時，側(cè)阻力已充分發(fā)揮；而中下部側(cè)阻力則隨樁頂沉降是不斷增加的趨勢；樁端的側(cè)阻力似乎在極限狀態(tài)下，但仍可認(rèn)為未充分發(fā)揮。
（3）樁端承力的實測值明顯偏低，鉆孔灌注樁在使用階段工作狀態(tài)下樁頂沉降很小，一般在5～8mm左右，砼處于彈性壓縮階段，而端阻力的完全發(fā)揮需要更大的沉降，但一般的結(jié)構(gòu)體是不容許有較大的沉降，其實大部分的基樁對端承力均遠(yuǎn)沒達(dá)到地基土的強(qiáng)度，產(chǎn)生其主要原因可歸納為：
①基樁長徑比較大，對端阻力的發(fā)揮會有影響。
②端部反力的發(fā)揮除了與本土層的性質(zhì)有關(guān)外，鉆孔后的沉渣厚度對端承力的發(fā)揮也有較大的影響，因此改進(jìn)施工工藝對控制沉碴厚度，提高樁的端阻力是十分有利的。
（4）從樁頂及各測試斷面沉降資料可明顯看出，樁體的彈性壓縮變形均較小，各截面的沉降特征表現(xiàn)主要為樁—土體系間的相對滑動。
四、建議
(1)樁基礎(chǔ)作為承重結(jié)構(gòu)，在目前的工程建設(shè)中應(yīng)用非常廣泛，其理論日趨成熟，但其長徑比≥50的長樁，其長徑比越大，實際承載力與理論承載力相差越大，因為長徑比的增加大大降低了樁端承載力的比例，樁身上部土層發(fā)生相對滑移，而下部土層還未達(dá)到極限狀態(tài)，從而降低了樁的承載力，設(shè)計上應(yīng)優(yōu)先選用長徑比較小的基樁；
（2）在臨界深度范圍內(nèi)，粘性土埋深越深，在土層自重應(yīng)力作用下，其側(cè)阻力應(yīng)該越大，即同種土層，在不同深度，應(yīng)該有不同的側(cè)摩阻力。因此在樁身質(zhì)量保證的前提下，其長徑比較大的單樁承載力往往比理論計算會高許多。